JP2004220110A - 外部入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マウスの内蔵電池寿命を伸ばす。
【解決手段】マウス本体１２の操作の有無を検出するタクトスイッチ２４が設けられ、本体１２を前に若干傾けてスイッチがオンすることで本体操作が検出され、本体操作が検出されたときには本体内の光学センサ手段を構成する発光素子１８ａに対し電源１９からの励起電圧を供給し、本体操作が検出されないときは所定時間経過後この励起電圧の供給を停止する。これで、発光素子の発光が止まるので、マウスが使用されていないときの電池消費が防止されて電池の長寿命化が図れる。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パソコンなどの情報処理装置に使用される外部入力装置に関する。詳しくは、この外部入力装置の操作の有無を検出する検出手段を設け、この検出手段からの出力に基づいて、内部に設けられた光学センサ手段に供給する動作電圧を制御することで、内蔵電源の長寿命化を図れるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
パソコンなどのコンピュータ機器を使用した情報処理装置には、この情報処理装置に対する操作の指示や情報の取得を行うための入力手段として、装置に付属しているキーボードの他に、外部入力装置が使用される場合がある。外部入力装置として一般的なのがいわゆるマウスである。
【０００３】
マウスには、有線式と無線式があり、無線式の中でもローラボールを有するものや、ローラボールの代わりに光学センサ手段を使用した光学式のものなどが知られている（例えば、特許文献１および特許文献２）。
【０００４】
また、無線式のマウスの中には、装置の内部駆動電源として使用される電池の寿命を長くするため、マウスを使用していないときには光学センサ手段を構成する発光素子を低照度状態に制御する、いわゆるスリープモードに遷移するようにしたものも知られている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２２４１５８号公報
【特許文献２】
特開平６−１４９６９７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、無線式のマウスであって、マウスの移動を検知する手段を光学式に構成した場合には、上述したようにローラボールの代わりに光学センサ手段が使用される。光学センサ手段は、発光素子と受光素子を有し、発光素子からの光をマウス底面の水平面に照射し、その反射光である光学像が受光素子で検出され、検出された所定範囲の画像を逐次直前の画像と比較判別することで、マウス操作の有無およびマウスが操作されたときのマウスの移動方向と移動速度（移動距離）を算出して、その判別出力をマウスの操作情報として出力するようにしたものである。
【０００７】
光学センサ手段である発光素子を駆動するための駆動電源としては電池が使用される。発光素子は常に点灯しているように制御されているので、マウスを使用していないときでも通常の照度で発光し続けている。そのため、電池の寿命が短い欠点があり、これを解決するため、最近ではマウスを使用していないときは低照度モード（いわゆるスリープモード）に切り替えて、電池の寿命ができるだけ長くなるように工夫している。
【０００８】
しかし、このようなスリープモード機能を搭載する場合でも、発光素子は依然として発光し続けているので、マウスを使用していない間でも、電池は消耗しつづけることになるので、それだけ長寿命化を阻害していることになる。
【０００９】
そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、特に外部入力装置が規定の時間以上に亘り使用されていないと判断したときには、光学センサ手段に対する電源の供給を停止して発光を停止することで、電池寿命のさらなる延長を確保できるようにした外部入力装置を提案するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、請求項１に記載したこの発明に係る外部入力装置では、外部機器を操作するための情報を伝送する外部入力装置であって、
装置本体には本体操作の有無を検出する検出手段が設けられ、
この検出手段によって本体操作が検出されたときには上記本体内に設けられた光学センサ手段に対し、その動作電圧を供給するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項９に記載したこの発明に係る外部入力装置では、発光素子と受光素子を有する光学センサ手段と、この光学センサ手段よりの出力に基づいて装置本体の移動方向と移動速度を判別する判別部と、本体操作の有無を検出する検出手段と、装置本体に設けられた操作ボタンの操作に応じた操作信号および受信機判別部の判別出力を含む操作情報を送信する送信部とを有し、
上記検出手段の検出出力に基づいて上記発光素子の発光状態が制御されることを特徴とする。
【００１２】
請求項１および９に記載したこの発明に係る外部入力装置では、装置本体に本体操作の有無を検出する検出手段を設ける。この検出手段からの検出出力によって光学センサ手段に対する電源の供給が制御される。装置本体を動かすことで本体操作が検出されたときは光学センサ手段に動作電圧が供給されて、光学センサ手段を構成する発光素子は正常照度で発光する。これで光学像の検出が可能になり、装置の移動方向と移動速度を算出できる。
【００１３】
本体操作が検出されないときで、直前に本体操作を検出したときから所定時間（規定時間）が経過しているときには、発光素子への電圧供給を完全に止める。つまり消灯状態に制御する。これによって無駄な電池消耗を改善できる。本体操作の有無は別の検出手段によって検出される。この検出手段によって本体操作が検出されたときでも、所定時間操作がなされないときは、スリープモードに遷移させて通常よりもさらに低照度での発光モード（点灯モード）に制御して、電池消費をさらに抑える。これで電池寿命をさらに伸ばすことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
続いて、この発明に係る外部入力装置の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。外部入力装置としてはいわゆるマウスに適用した場合である。
図１〜図４はこの発明の実施の形態を示すマウス１０を示すもので、このマウス１０は図１に示すようにその本体１２はその全体が卵形若しくはネズミ形をなすと共に、本体１２は上半部１２Ａと下半部１２Ｂとで構成される。上半部１２Ａは握持部としても機能するもので、その前面側には図４に示すように、その中央に上方にその一部が突出した回転ホイール１４が設けられると共に、この回転ホイール１４を中心にしてその右側に右クリックボタン１６Ｒが、その左側に左クリックボタン１６Ｌがそれぞれ設けられている。
【００１５】
周知のように、回転ホイール１４はコンピュータなどの情報処理装置の表示部（液晶表示部など）に表示された画面を上下にスクロールするときに使用される操作ボタンであり、左右のクリックボタン１６Ｒ、１６Ｌは選択処理や操作処理を確定するときに使用される操作ボタンである。
【００１６】
下半部１２Ｂは図１に示すようにその底部中心部２２ａは水平面ＨＬと接触するような形状となされ、後面部２２ｂの後端部に行くにしたがって水平面ＨＬから離れるような形状となされると共に、前面部２２ｃは図２に示すように、この水平面ＨＬから次第に遠ざかるように、船首部のような湾曲部として形成されている。底面中心部２２ａには図３に示すような所定の大きさの透過孔１９が設けられると共に、下半部１２Ｂの内部には、この透過孔１９を挟むように光学センサ手段１８が取り付け固定されている。
【００１７】
光学センサ手段１８は内蔵された電源１９によって励起される。電源１９としては一次電池あるいは充電可能な二次電池を使用することができるが、後述するように電池寿命が長寿命化されているので、一次電池の方が経済的である。
【００１８】
光学センサ手段１８は光源として機能する発光素子１８ａと受光素子１８ｂとで構成される。発光素子１８ａはＬＥＤのような小型軽量で、ある程度の照度で発光する素子を使用することができると共に、受光素子１８ｂはホトダイオードやホトトランジスタなどの半導体素子を使用することができる。
【００１９】
発光素子１８ａを励起するとこれより出射した光（赤外光など）は図５に示すように、透過孔１９を経て、紙面、机面、布面などのマウス載置面（図では水平面ＨＬを例示する）に当たり、その反射光が受光素子１８ｂで受光される。このとき所定範囲に亘り面走査することで、ある範囲の走査画像が得られるから、直前の走査画像とを比較判別することで、マウス操作の有無およびマウスが操作されたときのマウスの移動方向と移動速度（移動距離）を算出することができる。
【００２０】
算出したこの操作情報（判別情報）はマウスの位置情報として図１に示す送信手段４０を介してパソコンなどの情報処理装置（外部機器）側に送信される。送信手段４０としては、有線式、無線式の何れでも可能である。図では送信手段４０として光送信手段が使用され、光信号（赤外線など）によって操作情報が情報処理装置側に送信されるように構成されている。
【００２１】
マウス１０の上半部１２Ａのほぼ中央上面部には図４に示すような表示ボタン２８が設けられている。この表示ボタン２８はパソコンなどの情報処理装置の画面上にソフトキーを表示させるための操作ボタンであって、これをクリックすることで、画面上に主要な複数のキーが配列されたソフトキーボードが表示される。このソフトキーボード上のキーをマウス１０で指定することで、キー操作が可能になる。
【００２２】
この発明ではさらに図１に示すように、下半部１２Ｂの底面側であって、この例では前面部２２ｃ側の所定位置に本体操作の有無を検知する検出手段２４が設けられる。
【００２３】
実施の形態では、前面部２２ｃであって、水平面ＨＬに載置した状態ではこの水平面ＨＬには接触しない位置に検出手段２４が配される。この例では検出手段２４としてタクトスイッチを使用した場合で、その操作子２４ａが水平面ＨＬ側に突出した状態で取り付け固定される。
【００２４】
このような位置に配置することで、マウス１０を使用しない状態では図１のようにタクトスイッチ２４は水平面ＨＬとは非接触状態を保持する。したがってタクトスイッチ２４はオフ状態を保持する。このオフ状態はマウス１０の本体操作がなされていない状態である。
【００２５】
これに対して、マウス１０を動かして、例えば図６のようにマウス１０の先端部側が水平面ＨＬ側に接触するように多少傾けると、タクトスイッチ２４の操作子２４ａが水平面ＨＬを押すことになるので、その瞬間にタクトスイッチ２４はオン状態となる。このオン状態は本体操作がなされた状態である。
【００２６】
タクトスイッチ２４のオンオフ状態を示す検出出力に基づいて、光学センサ手段１８に対する動作電圧の制御がなされる。タクトスイッチ２４がオンされたときはマウス１０が使用状態となっていることであるから、このときは発光素子１８ａに対して励起電圧（駆動電圧）を与え、所定の照度で発光させる。所定の照度とは面走査して走査画像が得られるに十分な明るさのことである。
【００２７】
タクトスイッチ２４のオンオフに完全に連動して励起電圧を制御することも可能であるが、そうすると発光素子１８ａの発光（点灯）および消灯が頻繁に繰り返されることとなるから、これはあまり好ましくない。
【００２８】
そこで、第１に考えられるのは、タクトスイッチ２４が一旦オンしたなら、所定の時間（規定時間）は発光素子１８ａに励起電圧が連続して供給される構成を採る。所定の時間内に繰り返されるタクトスイッチ２４のオンオフには依存しないようにする。
【００２９】
第２には、タクトスイッチ２４がオンするたびに、所定の時間をカウントする時点を更新する。例えば図７に示すように最初の時点ｔａでタクトスイッチ２４がオンしたときには、それより所定時間Ｔ（例えば３０分あるいは１時間のように予め定められた規定時間）は励起電圧の供給状態を継続する。その後、時点ｔｂで再びタクトスイッチ２４がオンしたときには、この時点ｔｂで所定時間Ｔが更新され、時点ｔｂより所定時間Ｔのカウントが再スタートするので、点灯時間はＴ１だけ伸びる。したがって次の時点ｔｃで再度タクトスイッチ２４がオンすると、規定時間Ｔのカウントが再スタートするので、規定時間はさらにＴ２だけ伸びることになる。
【００３０】
第１の方法、第２の方法の何れでも採用できる。実施の形態は第２の方法を採用して発光素子１８ａの点灯状態を制御した場合である。何れの方法を採用する場合でも、規定時間Ｔが経過すると、発光素子１８ａへの励起電圧の供給が停止し、発光素子１８ａは完全に消灯状態となるから、この時点から光学センサ手段１８の電力消費はゼロになる。
【００３１】
このようにして規定時間Ｔを決定したときでも、その間は全てマウス１０が使用状態にあるとは限らない。使用していないときでも発光素子１８ａを通常状態で励起するのは無駄である。そこで、この規定時間Ｔのカウントが開始されている間で、マウス１０が使用されていないときは上述したスリープモードに遷移させて、発光素子１８ａが低照度で励起されるように励起電圧を通常よりも落とす。マウス１０の不使用状態を検知するには例えば本体１２内に振動検知センサ２９（図８参照）を使用する。マウス１０を握持するときの本体１２に伝わる振動をこの振動検知センサ２９によって検知することで、マウス１０の使用状態の有無を検知できるからである。振動検知センサ２９の代わりに、走査画像を検出し得る最小の照度を低照度に選んでもよい。こうすれば、低消費電力モードでマウス１０の操作状態を検出できることになる。
【００３２】
このようにスリープ機能を併用することで消費電力の削減効果が一層発揮され、電池の長寿命化に貢献できる。因みに、１．５ボルトの電池を駆動電池として使用すると共に、１日８時間仕様で、スリープモードを併用する、常時点灯形の光学センサ手段を採用したとき、３ヶ月程度の電池寿命があるときには、この発明の技術を搭載することで、その電池寿命を１年以上伸ばすことが可能になった。マウス１０を全く使用しないときには、電池寿命が１年程度のところを、理論上は５年程度まで伸ばすことが可能である。
【００３３】
図８は本体１２内に搭載されている処理装置の実施の形態を示す。この処理装置には装置全体の制御を司る制御部（ＣＰＵ）３０を始めとして、取り込んだ走査画像を比較してマウス１０の移動方向などを参照するための処理プログラムやデータを、情報処理装置である例えばパソコン側（図示はしない）に送信するための処理プログラムなどが格納されたメモリ手段（ＲＯＭ）３２、さらには走査画像を処理するためなどに使用されるワーキング用のメモリ手段（ＲＡＭ）３４などがバス４２に接続されている。さらに必要に応じてタイマー回路３６が設けられ、タクトスイッチ２４による検出出力に基づいて規定時間Ｔのカウントなどを行うために使用される。
【００３４】
さらに、回転ホイール１４，左右のクリックボタン１６Ｌ、１６Ｒ、ソフトキー表示ボタン２８、振動検知センサ２９などがバス４２に接続される他、光学センサ手段１８や、その電源１９が接続される。そして光学センサ手段１８を構成する発光素子１８ａに対する電源１９からの励起電圧の制御を始めとして、受光素子１８ｂで取り込んだ走査画像をワーキング用のメモリ手段３４とマウス移動の判別処理部３８とを使用してマウス操作の有無、マウス１０が操作されたときの走査画像の移動の有無や、マウス１０の移動方向、移動速度などが算出され、このようにして算出されたマウスの位置情報（操作情報）は送信部４０を介してパソコン側に送信される。
【００３５】
図９は発光素子１８ａに対する励起状態の制御例を示す。この処理プログラムが起動されると、まずタクトスイッチ２４の状態がチェックされ、オフ状態であるときには発光素子１８ａに対する電源（励起電圧の供給源であって、この例では電池。図示はしない）をオフして発光素子１８ａを消灯状態にする（ステップ５２，５４）。図示はしないが、これと同時に受光素子１８ｂへの動作電圧の供給を停止することは明らかである。
【００３６】
タクトスイッチ２４がオンされたときには、直ちに予め定められた発光素子１８ａの連続点灯時間Ｔを設定した後（ステップ５６）、電源をオンにして発光素子１８ａを点灯させ、光学走査モードに移行する（ステップ５８）。この光学走査モードにあって、本体１２そのものが所定時間静止していると判断されたとき（ステップ６０）、つまりマウス１０が使用されていない状態が所定時間継続したと判断されたときには発光素子１８ａに対する電源をスリープモードに遷移させて、定電圧による励起状態に切り替える（ステップ６４）。例えば、通常の励起電圧に対してその１／２〜１／３程度に励起電圧を落として、低照度発光モードに遷移させる。ここでの所定時間とは、例えば１分から５〜１０分の間の任意の時間に設定できる。
【００３７】
ステップ６０で本体１２が使用状態が維持されているか、あるいはスリープモードの状態のときに、タクトスイッチ２４がオンしたようなときには（ステップ６２）、発光素子１８ａに対する連続点灯時間Ｔを規定時間となるように再設定する（ステップ６２，５６）。これによって図７に示すように連続点灯時間Ｔがさらに延長されることになる。
【００３８】
一方、本体１２の使用中で、タクトスイッチ２４が再度オンされることなく、連続点灯時間Ｔが規定時間を超えたときには（ステップ６２，６４）、再度マウスの使用中かどうかをチェックし、使用中であるときには、連続点灯時間Ｔを更新するため再設定を行う（ステップ６８，５６）。この処理で、連続したマウスの使用が確保される。
【００３９】
本体１２の使用中で、タクトスイッチ２４が再度オンされることなく、連続点灯時間Ｔであるときには（ステップ６２，６４）、ステップ６０に戻って再度マウス１０が使用中かどうかをチェックすることになる。そして、使用中でないときはスリープモードが維持される（ステップ６０，６４）。
【００４０】
これに対してマウス本体１２が使用中で、タクトスイッチ２４が再度オンされることなく、連続点灯時間Ｔが経過したときには（ステップ６２，６６）、再度マウス１０が使用中かどうかをチェックすると共に（ステップ６８）、ステップ６８でマウス１０が使用されていないと判断されたときには最初の判断処理ステップ５２に戻って、同じ制御処理が実行される。
【００４１】
上述した実施の形態では、検出手段２４としてタクトスイッチを使用したが、前面部２２ｃの取り付け位置によっては、光スイッチなどを使用することもできる。検出手段２４の取り付け位置は前面部２２ｃの他に、後面部２２ｂでもよいし、本体側面部でも可能である。本体側面部に取り付ける場合には、操作者の手によってオンオフ制御されることになる。マウス１０からの操作情報の送信対象はパソコンに限らず、その他の情報処理装置にも適用できる。連続点灯時間Ｔの設定なども一例である。
【００４２】
上述した実施の形態では、この発明を無線通信（赤外線通信若しくはＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）通信）による外部入力装置に適用したが、有線通信式の外部入力装置に適用できるのは言うまでもない。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明では、本体操作の有無を検出する検出手段が設けられ、この検出手段によって本体操作が検出されたときには本体内に設けられた光学センサ手段に対し、その動作電圧を供給するようにしたものである。
【００４４】
これによれば、装置が使用されていないときは光学センサ手段に対する動作電圧が供給されないようにしたので、無駄な電池消耗がなくなり、電池寿命を伸ばすことができる。特に、光学センサ手段を構成する発光素子に対する励起電圧（動作電圧）を下げて低照度モードで点灯させるスリープモードと併用する場合には、より一層の節電効果が得られ、電池の長寿命化を達成できる。また、本体操作が検出されるたびに、光学センサ手段に対する動作電圧の連続供給時間を更新するようにしたので、本体は使用中であるにも拘わらず、本体操作が検出されないがために連続使用時間が短くなってしまうような事態は発生しない。
したがってこの発明はパソコンの外部入力装置などに適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る外部入力装置の実施の形態を示す側面図である。
【図２】その正面図である。
【図３】その底面図である。
【図４】その平面図である。
【図５】光学センサ手段の説明に供する図１と同様な側面図である。
【図６】使用開始状態の一例を示す図１と同様な側面図である。
【図７】連続点灯時間の説明図である。
【図８】外部入力装置の処理系の実施の形態を示す要部の系統図である。
【図９】その動作処理例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０・・・外部入力装置（マウス）、１２・・・本体、１２Ａ・・・上半部、１２Ｂ・・・下半部、１４・・・回転ホイール、１６Ｌ、１６Ｒ・・・クリックボタン、１８・・・光学センサ手段、１８ａ・・・発光素子、１８ｂ・・・受光素子、２２ａ・・・底面中央部、２２ｂ・・・後面部、２２ｃ・・・前面部、２４・・・検出手段（タクトスイッチ）、３０・・・制御部、４０・・・送信部

Claims (10)

1. 外部機器を操作するための情報を伝送する外部入力装置であって、
   装置本体には本体操作の有無を検出する検出手段が設けられ、
   この検出手段によって本体操作が検出されたときには上記本体内に設けられた光学センサ手段に対し、その動作電圧を供給するようにしたことを特徴とする外部入力装置。
2. 上記検出手段は、タクトスイッチであることを特徴とする請求項１記載の外部入力装置。
3. 上記タクトスイッチは、本体底部側に設けられることを特徴とする請求項２記載の外部入力装置。
4. 上記本体の底部先端側が湾曲され、湾曲部の一部であって、水平面とは接触しない位置に上記タクトスイッチが設けられたことを特徴とする請求項３記載の外部入力装置。
5. 上記光学センサ手段は、上記本体底部側に設けられると共に、
   この光学センサ手段は発光素子と、上記本体底部に設けられた透過孔を通過して水平面より反射した光を受光する受光素子とで構成されたことを特徴とする請求項１記載の外部入力装置。
6. 上記検出手段によって上記本体の操作が検出されたときには、規定の時間だけ、上記発光素子が正常発光するようになされたことを特徴とする請求項１記載の外部入力装置。
7. 上記規定時間内であっても、上記本体操作がなされないときには、上記発光素子は低照度発光するように制御されることを特徴とする請求項６記載の外部入力装置。
8. 上記規定時間は、上記検出手段の検出出力によって更新されることを特徴とする請求項６記載の外部入力装置。
9. 発光素子と受光素子を有する光学センサ手段と、この光学センサ手段よりの出力に基づいて装置本体の移動方向と移動速度を判別する判別部と、本体操作の有無を検出する検出手段と、装置本体に設けられた操作ボタンの操作に応じた操作信号および受信機判別部の判別出力を含む操作情報を送信する送信部とを有し、
   上記検出手段の検出出力に基づいて上記発光素子の発光状態が制御されることを特徴とする外部入力装置。
10. 上記装置本体の操作状態が検出されなかったときで、規定時間が経過したときには、上記発光素子の発光が停止状態に制御されることを特徴とする請求項９記載の外部入力装置。

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